二氧化氯制備—電解法

[db:作者] / 2023-01-12 00:00

電解法

電解法以氯化鈉或氯酸鈉為原料，采用隔膜電解技術(shù)制取CIO2，所用電解液可以是食鹽溶液、次氯酸鹽溶液和氯酸鹽溶液。電解過(guò)程中，在陰極制得燒堿溶液和氫氣，陽(yáng)極獲得CIO2、Cl2、H2O2及O3的混合物。早期的電解法直接利用雙電極電解亞氯酸鈉溶液(如美國(guó)專利2163793)，大約72%的氯轉(zhuǎn)化為CIO2，但也使電解液的pH值升高至11～12，產(chǎn)生以下反應(yīng)，使CIO2的濃度迅速下降，從而失去利用價(jià)值。

圖7-5 電解法二氧化氯發(fā)生器

2CIO2+2OH-→CIO4-+CIO2-+H2O

美國(guó)學(xué)者Kascur在專利USP5084149中改進(jìn)了上述方法，通過(guò)在兩電極中加入半透膜，保持陽(yáng)極區(qū)的溶液pH值

在2～3，陰極區(qū)溶液在12～13，此方法制備的二氧化氯比較穩(wěn)定。但此方法設(shè)備復(fù)雜，半透膜壽命短，故障率高，需周期清除副產(chǎn)物等，影響了該方法的推廣使用。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)改造電極組對(duì)方式，采用無(wú)膜電解法，取得了一系列成果，如美國(guó)學(xué)者Joseph Matthew Kelley在專利USP6306281B1中公布了一種穩(wěn)定二氧化氣的制備方法，所涉及的二氧化氯發(fā)生器如圖7-5所示，裝置可采用碳電極或方片電極作為陽(yáng)極，陽(yáng)極位于中間并用絕緣材料使之與陰極隔絕。溶液從底部管路輸入，在兩電極中通入3～10V的直流電壓，設(shè)備頂部的緩沖系統(tǒng)用來(lái)控制二氧化氯溶液的pH值，使二氧化氯氣體溶于低于10的溶液中，最后輸出穩(wěn)定二氧化氯溶液。裝置省去了半透膜，采用低直流電源，從一定程度上克服了電解法制備二氧化氯的不足，為今后的研究開(kāi)辟了一條新的思路。

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